衡水湖湿地芦苇的生物量与土壤水分变化的相关性研究

牛玉璐

（衡水学院生命科学系 河北 衡水 053000）

衡水湖是华北地区重要的湿地生态系统之一，随着对湿地生态需水研究的深入，湿地生态需水机理问题正需进一步的探讨和解决[1]。芦苇(Phragmites communis)是衡水湖湿地植被的主要建群种，芦苇对环境因素的响应是衡水湖湿地生态需水机理研究中的重要方向[2]。

1 材料与方法

1.1 样带与样地设置。样带选址考虑了不同环境梯度、优势种、地形地貌特点以及空间广布性等条件。根据芦苇生长地土壤水分含量的不同，在与衡水湖岸垂直方向(即沿水分梯度变化)确定样带，采用GPS进行定位。样地包括两大类(图1)：①水体，即生长在水中的植被(芦苇)；②陆地，土壤水分具有一定的变化，根据土壤水分含量高低分为4个不同梯度的样地，每个梯度样地随机设置5个小样方，样方大小为1 m×1m，小样方内随机采样5次，共100个数据。

图1 样带与样地

1.2 采样。在确定样地位置之后，先用绳围成一个1 m×1 m的小样方，随后用枝剪沿芦苇根部，取地面以上部分剪下，装入采样袋。用土壤水分监测仪测土壤水分含量，分别在地表、地下10cm和地下15cm深度进行测量，取平均值作为该样地土壤水分含量，随后取土样。在实验室用电子天平分别测量芦苇的鲜重和土壤鲜重，随后放入烘干箱，80℃下烘至恒重，称其干重。

1.3 数据处理。用Mirosoft Excel(拟合曲线及描述统计)、SPSS Statistics(离差平方分析)两因素进行多元方差分析(Two-way Manova)，检验不同土壤水分对芦苇生物量差异性的影响[3]。使用皮尔森相关系数分析土壤水分与芦苇生物量的关系[4]，P＜0.05时相关性显著，认为0.8＜|r|≤1.0为极强相关，0.6＜|r|≤0.8为强相关，0.4＜|r|≤0.6为中等程度相关，0.2＜|r|≤0.4为弱相关，0＜|r|≤0.2为极弱相关或无相关。

2 结果与分析

2.1 不同土壤水分对芦苇鲜重及干重的影响。根据土壤水分含量(分别为15%、28.5%、30%、35%、水边)划分为5个梯度，用数字1～5代替。选取样地芦苇鲜重、干重数据制作图2。每个样地样品质量为5株芦苇质量之和。从图2可以看出，随着土壤水分的升高，样品鲜重呈缓慢上升趋势，表明土壤水分是影响芦苇鲜重的因素之一，而芦苇干重并不呈线性分布。芦苇鲜重范围为97.75～200.77 g，其中样地2土壤含水量为35%，芦苇长势最好；样地5土壤水分含量为15%，芦苇生物量最低。

图2 不同土壤水分对芦苇鲜重及干重的影响

2.2 不同土壤水分芦苇植株的水分含量。芦苇植株水分含量计算公式如下[5]：

其中ω1为芦苇鲜重，ω2为芦苇干重，根据公式计算得出5个样地中芦苇植株水分含量依次为15.42%、11.52%、12.29%、8.6%、11.21%，所以芦苇的水分含量与土壤水分梯度并没有显著的相关性。2.3 不同土壤水分下芦苇鲜重的方差分析。从表1中可以看出土壤水分p值0.000＜0.05，说明芦苇鲜重受土壤水分的影响显著；R2=0.942，说明芦苇鲜重有94.2%是由土壤水分的影响造成的，5.8%是由其他因素造成的。

表1 不同土壤水分下芦苇鲜重的方差分析

2.4 不同土壤水分下芦苇鲜重、干重的多重比较。从表2可以看出，芦苇鲜重中水里和土壤水分35%与其他样地相比差异非常显著，而土壤水分在30%、15%、28.5%时，各处理间差异不显著。而芦苇干重并没有显著的相关性。

表2 不同土壤水分下芦苇鲜重 干重的多重比较

3 结论与讨论

土壤水分含量是影响芦苇生物量的重要因素之一。研究表明，衡水湖湿地芦苇鲜重随着土壤水分的升高呈缓慢上升趋势；当土壤水分含量为35%时，衡水湖湿地芦苇鲜重达到最大值，而水生芦苇与之相比较鲜重则有所下降。而芦苇干重与土壤水分含量间并不是呈线性关系，不能确定其与土壤水分的关系，可能是因为芦苇样带是盐碱地，不同样地的盐碱性不同，会影响芦苇植株的生长。